Сторінка
3

Сатурн

Однак резонансна природа інших поділів не витримує критики. Спостереження, проведені «Вояджерами», показали, що кожне кільце у свою чергу складається з безлічі окремих колечок із вузькими темними проміжками між ними. Це схоже на виникнення внаслідок порушення рівномірності розподілу твердих частинок по площині кругових хвиль густини. Саме вони створюють тонку структуру кілець.

Крім давно відомих кілець нещодавно були відкриті ще чотири: D, Е, F і G. Ці кільця дуже розріджені, неяскраві. Якщо перші два спостерігалися із Землі в потужні телескопи за сприятливих атмосферних умов, то два інші кільця були

відкриті апаратом «Вояджер-1». Кільця позначаються буквами латинського алфавіту не в порядку їхньої віддаленості від планети, а в порядку відкриття. Тому якшо розташувати кільця в порядку їхньої віддаленості від Сатурна, то вийде ряд: D, С, В, A, F, G, Е.

Найбільш цікавим виявилося кільце F. Спостереження «Вояджера-1» показали, шо кільце F складається з кількох тонких кілець завширшки 60 км. Два з них мають незвичайну структуру: вони переплетені одне з одним. Була запропонована модель, відповідно до якої така структура є результатом впливу двох невеликих нововідкритих супутників, орбіти яких розташовані відповідно біля внутрішнього краю кільця й біля зовнішнього. Швидкість обертання останнього менша, тому що воно розташоване далі від Сатурна. Гравітаційний вплив цих супутників не дає крайнім частинкам віддалятися від середини кільця. Супутники одержали назву пастухів, тому що вони ніби «пасуть» частинки, що складають кільце, не даючи їм розлетітися. Розрахунки показали, що вплив супутників-пастухів викликає рух частинок по хвилястій лінії, що і створює переплетення компонентів спостережуваних кілець. Однак яким сильним було здивування вчених, коли через дев'ять місяців були отримані дані з «Вояджера-2». Бортові камери не знайшли в кільці F жодних структур — ані переплетень, ані яких-небудь інших перекручувань. Незвичайне утворення виявилося нестабільним. Можливі й інші причини таких значних відмінностей даних, але їх виявлення вимагає ретельного вивчення знімків кільця. Безпосереднє спостереження із Землі, на превеликий жаль учених, неможливе.

Найближчим до планети є кільце D. Воно простягається до межі хмарного шару Сатурна. Найбільш віддаленим від планети є кільце Е. Воно виявилося і найбільш розрідженим, і найширшим з усіх — близько 90 тис. км. Воно займає зону діаметром від 3,5 до 5 радіусів Сатурна. Густина речовини в кільці Е зростає в напрямку до орбіти супутника Сатурна Енцелада, що свідчить про можливе загальне походження речовини кільця й супутника.

На знімках видно деталі, за якими можна зробити висновок, що частинки кілець Сатурна вкриті льодом та інеєм, а деякі з них, імовірно, повністю складаються з льоду. Розміри частинок за спостереженнями із Землі встановлювалися близько одного метра. Очевидно, що насправді розміри варіюються від сантиметрів до метрів. Дослідження «Вояджера-1» дозволили уточнити розміри частинок, що складають кільце А, кільце С і поділ Кассіні. Ці зони послідовно пронизувалися радіопроменем на хвилі 3,6 см. В основному, частки розсіювали хвилі в такому напрямку, що дозволило оцінити середній поперечник частинок кільця А в 10 м, поділу Кассіні — у 8 м і кільця С — у 2 м.

У частинок кілець F і Е було виявлено сильне розсіювання "вперед у видимій частині спектра. Це свідчить про наявність у них значної кількості дрібного пилу, причому розміри однієї порошини складають близько десятитисячних часток міліметра.

У кільці В знайшли новий структурний елемент — радіальні утворення, що складаються з дрібного пилу. Вони розташовані над площиною кільця і нагадують спиці в колесі. Походження «спиць» пов'язують із силами електростатичного відштовхування.

Дослідження літальних апаратів встановили, що від кілець ідуть численні короткочасні сплески радіовипромінювання. Вони є результатом електростатичних розрядів, що виникають від електризації частинок через зіткнення.

Ще за кілька десятиліть до польоту «Вояджерів» і можливості безпосередніх спостережень деякі астрономи пророкували наявність атмосфери у кілець Сатурна І справді, апаратура зафіксувала наявність лінії Лайсан-альфа (1216 А) в ультрафіолетовій частині спектра, що відповідає атомарному водню. Кількість атомів оцінили приблизно в 600 на см3

Супутники

Супутники планет-гігантів, у тому числі й Сатурна, утворилися, швидше за все, з тієї ж планетезималї, із якої утворилося первісне ядро самої планети. Під час утворення планет зовнішньої частини Сонячної системи температура була низькою, тому первинний склад планетезималей являв собою хімічно рівноважну суміш конденсатів. Склад цієї суміші повинен бути стійким при температурах близько 150 К і тисках близько мілібарів. Якщо така модель правильна, то супутники складаються із суміші гірських порід, заліза й льодів. Склад льодів визначається порядком конденсації у залежності від температур. Якщо розташувати їх у міру зниження температури, вийде послідовність: Н20, NH3, СН Найбільш близькими за складом до первинних планетезималей вважаються комети, але склад супутників може істотно відрізнятися від складу ядра комет, у тому числі й через можливе зростання температури акреації під час утворення супутника, що призведе до випаровування найбільш летких льодів.